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浅谈瓦锡兰 920 柴油机故障分析与管理
作者：EastSeaMan | 来源：网络转摘 | 时间：2025-10-16
吴林锋(中华人民共和国自然资源部南海局保障中心)
摘 要:本文通过对瓦锡兰 9L20型柴油机典型故障案例的分析，提出了运维该型柴油机日常管理策略和预防措施，为船舶工程师和轮机管理人员提供参考，以保障柴油机的稳定运行和延长其使用寿命，提高船舶运营的安全性和经济性。
关键词:瓦锡兰柴油机；9L20；故障分析；预防维护；船舶管理
中图分类号:U672 文献标志码:A
瓦锡兰9L20柴油机作为中速柴油机的代表，电推船用做发电柴油机，也有船直接连接推进器带动螺旋桨。其设计兼顾了高效率与环保标准，适用于多种船舶动力需求。然而，任何复杂的机械设备都无法完全避免故障的发生。因此，深入理解 9L20 柴油机的工作原理、掌握其故障特征并实施有效的管理策略，对于保持船舶正常运行至关重要。
1 故障分析与案例
1.1 启动故障
在瓦锡兰9L20柴油机的启动故障案例中，一次严重的启动难题引起了广泛关注。柴油机在常规启动程序中屡次失败，经初步检查，疑点聚焦在启动系统和供油系统的潜在问题上。深入技术排查发现启动困难有以下原因。1)启动电机的故障，喷嘴有部分断裂，启动电机转速达不到要求，导致柴油机启动时转速达不到最低发火转速，2)启动空气系统的减压阀被异物阻塞，无法释放足够的高压空气来驱动柴油机飞轮。3)燃油泵的故障导致燃油供给不稳定，进一步阻碍了柴油机的正常启动。通过对启动电机进行更换，清理减压阀内部的堵塞物，以及修复燃油泵，柴油机最终成功启动，避免了因长时间停机造成的经济损失和航行延误。
此外这次故障还可能是以下原因。燃油系统进入空气，导致启动失败，此时需要在燃油泵进油口拆开燃油管排放空气。此处排放空气效果更佳。当一台机有一个或多个高压油泵柱塞偶件间隙大时，在启动转速时按照原有的启动油门供会出现供油不足，启动失败的情况。此时临时处理启动的方法可以让两个人每人手动推动2个高压油泵的油门齿条，稍微加大一点启动油门，再手动启动即可。(如图1所示)
1.2 转速传感器故障
转速传感器(如图2所示）的准确工作对9L20柴油机的性能至关重要。在一个具体的案例中，柴油机在低负荷状态下表现出明显的运转不稳，伴有间歇性的抖动现象，ECU 显示的转速数据也出现了异常波动。专业技术人员介入后，通过一系列的测试和诊断，确认转速传感器的内部电路板遭受了损伤，导致信号传输出现偏差。这一故障直接影响了 ECU 对柴油机转速的精确控制，进而引发了怠速不稳和加速响应迟钝等问题。为了解决这一难题，技术人员更换了全新的转速传感器，并对 ECU 进行了细致的校准，确保传感器信号与柴油机实际转速相匹配。这一系列的修复措施有效恢复了柴油机的转速控制，保证了其运行的平顺性和稳定性。
1.3 自动停车故障
9L20柴油机的自动停车故障往往伴随着复杂的成因，需要深入的技术分析才能定位根本问题。在一次自动停车事件中，柴油机在未收到任何报警提示的情况下突然停机，令船员措手不及。经过细致的故障排查，技术人员发现控制模块中的微处理器因过热进入了自我保护模式，触发了紧急停车机制。进一步的故障树分析指出，散热风扇的继电器发生了短路，导致微处理器的散热系统失效，温度急剧上升。为了解决这一故障，技术人员首先更换了故障的继电器，修复了散热风扇的电路，确保了散热系统的正常运行。随后对控制模块的软件进行了更新，以增强其对过热情况的处理能力。通过这一系列的维修和优化柴油机的自动停车问题得到了彻底解决，恢复了其高效稳定的运行状态，保障了船舶的安全航行。
1.4 气缸漏水
9L20 柴油机在启动前冲车，示功阀有水气喷出，说明气缸内有积水，积水的形成往往来自缸套的裂纹或缸盖的泄漏，或者平常检查曲拐箱内润滑油油位增长。此时能看到量油杆上带有水珠，这大多是由于气缸内漏水或者缸套外的密封圈漏水导致润滑油油位增长。缸盖漏水一般有2种情况，缸盖裂纹漏水和排气阀密封圈漏水。燃烧室里面燃烧状况不好，缸盖里面如果冷却水管理不好，导致冷却异常差，容易形成局部高温，会导致局部热负荷和应力过大，缸盖产生裂纹。而排气阀与阀座处于恶劣的工作条件下，其密封性变差;活塞环与缸套间的磨损密封情况不良都会导致燃烧状况变差。所以平时也要注意燃烧室内的压力情况，按照要求定期测量爆压及压缩压力。活塞环与缸套的异常磨损也可从润滑油的监测报告中体现出来。
某轮准备启动备用9L20发电柴油机，该柴油机上次使用后停车两天。先冲车，发现2号缸示功阀有水喷出，其他缸无异常情况，检查润滑油油位正常，初步判断2号气缸内有漏水，水还没有流入曲拐箱，或没有大量的水流人到曲拐箱。随即做好相关准备吊缸盖，拆开检查，吊起缸盖发现活塞顶部还有少许积水。明显发现其中一个排气阀座与缸盖处有水垢痕迹，排气阀盘与阀座密封情况较差。之后拆下该排气阀座，发现密封胶阁已经老化导致密封不严。清洁缸盖后，更换密封胶圈、排气阀座、排气阀杆。用水试压盖正常后研磨排气阀与阀座，整个缸盖装复到柴油机上，柴油机使用正常。
2 9L20型柴油机的管理
2.1 定期检查与维护
为了保证9L20柴油机的高效运行并延长其使用寿命，制订一套详尽的维护保养计划是必不可少的。维护保养计划应包括对柴油机关键部位的定期检查，如润滑油质、冷却水质量和气缸压力等。润滑油质的监测至关重要，因为它直接形响到发动机内部零件的润滑效果和磨损程度。定期抽样检测润滑油的黏度、水分含量和金属磨粒，可以及时发现潜在的机械磨损和污染源，避免因润滑不良导致的故障。冷却水质量的检查同样重要，因为冷却系统负责调节柴油机的工作温度，防止过热。监测冷却水的pH值、硬度和杂质含量可以预防腐蚀和堵塞，确保冷却系统的高效运作。定期检查气缸压力，可以评估燃烧室的密封性，及时发现气阀、活塞环或缸盖垫片的损坏，避免动力下降和燃料浪费。维护计划还应涵盖对易损件的定期更换，如空气滤清器、机油滤清器和燃油滤清器，以保持柴油机的呼吸畅通，防止污染物进入。对密封圈、软管和阀门等进行检查和更换，可以防止泄漏和压力损失，确保系统的完整性。
2.2 操作人员培训
操作人员的专业水平直接关系到 9L20柴油机的运行安全和效率。因此，对所有操作人员进行系统的培训是管理流程中的关键环节。培训内容应涵盖 9L20柴油机的结构原理、操作手册和安全指南，确保每一位操作轮机员都能熟练掌握启动、运行和停机的正确步骤。操作人员需要特别地了解柴油机的紧急停机程序和事故处理流程，能够在突发情况下迅速作出反应，避免设备损坏和人身伤害。培训还应包括对常见故障的识别和初步处理，如过热、超速和燃油供应中断等，以减少故障带来的停机时间和维修成本。定期的复训和考核也是维持操作人员技能水平的重要手段。通过模拟演练和实操考核，可以检验操作人员的应急处理能力和实际操作技能，确保在真实工作环境中能够准确无误地执行各项操作。
2.3 数据监控与分析
在现代船舶管理中，数据监控与分析已成为保障 9L20 柴油机高效稳定运行的基石。通过集成先进的监控系统，如传感器网络、数据采集单元和远程监控平台，可以实现对柴油机关键参数的实时监测，包括转速、温度、压力、振动幅度和燃油消耗率等。这些数据不仅反映了柴油机的即时状态，也为预测性维护提供了宝贵的信息。实时监控系统能够连续记录柴油机的运行数据，通过算法分析，可以识别出数据中的异常模式，提前预警潜在的故障。例如，若监测到某一缸的排气温度持续偏高，可能是由于喷油定时错误或气缸密封不良，此时系统会立即发出警报，提醒操作人员采取措施，避免因局部过热导致的严重损害。同样，对于转速和振动幅度的监测，可以及时发现不平衡负载或机械松动等问题，防止进-步的磨损和故障扩大。数据监控与分析的另一个重要应用在于性能优化。通过对历史数据的深度挖掘，可以洞察柴油机的运行规律，优化操作参数如调整负荷分配、改进燃烧效率或微调燃油喷射时间，从而在保证安全的前提下，提升柴油机的经济性或环保性能。数据监控还为远程运维提供了可能。借助物联网技术，即使在远离陆地的远洋航行中，船舶机务也能实时获取柴油机的运行状态，进行远程诊断和指导。这种远程支持模式不仅节省了维修成本，还提高了响应速度，减少了因技术问题造成的停航时间。
3 预防措施
3.1 强化预防性维护
强化预防性维护策略对于9L20柴油机的长期稳定运行至关重要。这一策略的核心在于定期对关键部件进行细致检查与适时更换，即便这些部件表面上看起来仍然完好。例如，空气滤清器、燃油滤清器和机油滤清器作为柴油机的“肺”和“血液净化器”，承担着过滤杂质、保护柴油机免受污染侵害的重要职责。严格遵守制造商推荐的更换周期，可以有效避免因杂质积聚而导致的燃烧效率下降和内部磨损。定期检查并更换密封圈软管和阀门，能有效防止流体泄漏，确保整个系统的密封性和压力稳定，避免因压力损失而引发的效率降低和安全隐患。对冷却液、润滑油和液压油进行定期采样分析，是一项不容忽视的维护工作。通过检测油品的老化程度和污染水平，可以及时采取更换或添加添加剂的措施，防止因油品劣化而引起的润滑不良、冷却效能减弱和液压系统功能退化。
3.2 环境适应性调整
鉴于海洋环境的复杂多变，9L20柴油机必须具备高度的环境适应性，以确保在各种条件下都能稳定运行。在热带海域，除了增强冷却系统散热效率的常规措施，还需考虑增加空气流动，利用强制通风或增设散热片，以提高热交换效果，防止高温对柴油机关键部件造成热应力累积。优化燃油系统的设计，确保在高温环境下燃油不会过早汽化，避免“气锁”现象，影响燃油的正常供给。在寒冷海域，除了使用防冻剂，还需对冷却系统进行保温处理，如加装保温层，减少热量散失，保持冷却液的流动性。在极端低温条件下预热系统变得尤为重要，确保柴油机在启动前能得到充分预热，避免冷启动对柴油机造成的冲击和磨损。面对高盐度海域，除了定期使用防腐蚀剂和清洗剂，还可以采用涂层技术，对柴油机的外露金属部件进行防护，形成物理隔离，抵御盐雾侵蚀。
3.3 应急响应机制
尽管预防性维护和环境适应性调整可以大大降低故障发生的概率，但无法完全排除意外情况。因此，建立一套完善的应急响应机制是至关重要的。应急响应计划应包括对常见故障的快速诊断流程、备件储备清单、紧急联络人信息和外部救援服务联系方式。此外，船上应定期举行应急演练，确保所有船员熟悉应急操作流程，包括手动启动备用机组、切换至备用燃油供应系统或执行紧急停机程序。通过预先规划和培训，可以显著缩短故障响应时间，减少潜在的经济损失和安全风险。
4 结束语
瓦锡兰9L20柴油机的高效稳定运行离不开科学的管理与细致的故障分析。通过实施预防性维护、加强操作人员培训和利用先进的监控技术可以有效降低故障率，确保船舶动力系统的可靠性和安全性。船舶轮机部人员和机务应当持续关注柴油机的健康状况，不断优化管理策略，以适应日益复杂的航运环境。
参考文献
[1]薛海龙.瓦锡兰W9L20柴汕机启动故障1例[J].航海技术,
[2]叶小明.瓦锡兰 W9L32柴油机转速传感器故障分析[J].黑龙江科鐒鈧，2016.7(3):30-31.
作者简介:
吴林锋，轮机长，(E-mail)52711673@qq.com
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